无线区域网路 chap6 802.11实体层的协定

第6章802.11實體層的協定本章的學習重點了解802.11實體層的協定認識802.11實體層運作的原理展頻數位通訊系統模型跳頻展頻跳頻展頻技術是將83.5MHz(2.4~2.484GHz)的頻寬切割成75個以上的傳輸頻道，每個頻道頻寬1~2MHz信號傳輸時，會在這些頻道間跳躍，因此receiver與transmitter之間必須同步(synchronization)跳頻過程中若遇到某個頻道有干擾，就要繞過該頻道Throughput較DSSS為低跳頻的傳遞任何時間內都沒有兩個系統使用相同的頻率，可稱此hoppingsequences正交(orthogonal)Hopsets：集合中任兩個成員都是正交Dwelltime：設備使用某個頻率的時間Hoptime：切換到另一頻帶所需的時間Dwelltime長被干擾的機率大Hoptime長浪費的時間多dwelltime與hoptime的觀念常見的標準使用的跳頻次數調變技術:GFSKFHPHY使用的調變技術是GFSK(Gaussianfrequencyshiftkeying)FSK利用載波的頻率變化來表示資料FSK的好處是受雜訊的影響比較小，因為雜訊通常會改變振幅。GFSK中的Gaussian是指無線電波的形狀，GFSK將幅射訊號限制在一個狹窄的頻段中GFSK技術2-levelGFSK：使用兩種不同的頻率代表1,04-levelGFSK：使用四個符號(00,01,10,11)，每個符號對應到一個特定頻率相同的鮑率下，4-levelGFSK傳送的資料量是2-levelGFSK的兩倍PLCP子層前置資料(preamble)sync:長度80位元，由交錯的0與1組成。可供同步、選擇收訊最強的天線、即將接收資料用SFD:表示frame開始，使用16位元。0000110010111101HeaderPLW:12位元的長度記載了PLCPheader後的MACframe長度(~4095bytes)PSF:第一位元未使用，其餘三個位元表示傳送速度，000表1Mbps；010表2MbpsHEC:由header計算出CRCPMD子層直接序列展頻直接序列展頻(DSSS)是將原本較高功率且頻寬較窄的訊號，藉由與展頻碼(chippingsequence)運算後，得到一具有高頻寬低功率的訊號原始訊號中一個位元在展頻後用多少個chips來表示，稱為擴展配給量(spreadingration)，其值愈高代表抗噪能力愈好，其值愈低代表用戶數目愈多FCC規定spreadingration必須大於10直接序列的傳送技術DSSS也算是一種展頻的技術，在傳訊的時候自然也會涵蓋一個較大的頻率範圍。基本上射頻訊號的能量在DSSS的技術下會分佈到較大的頻段，頻段內的載波中的一些變化在抵達接收端之後，可以透過關聯(correlation)的程序來尋找變化，還原成最初的訊號。DSSS作用的基本原理雜訊與展頻訊號直接序列展頻範例直接序列展頻技術Chippingstream也稱為PNcodes(pseudorandomcodes)，利用高速的PNcodes編碼，會將原訊號的能量分散到比較廣的頻帶上802.11採用的PNcode為11個位元的barkerword使用Barkerword來進行編碼(encoding)直接序列展頻系統DSSS使用的調變方法802.11DSSS使用DPSK(differentialphaseshiftkeying)的調變技術PSK是指資料隱含在傳送訊號的相位變化(phasechange)中波形的絕對相位在PSK中並不重要，PSK比較能容忍干擾，因為多數的干擾影響的是振幅，不是相位DBPSK的調變技術使用DBPSK來表示字母MDQPSK的調變技術使用DQPSK來表示字母M802.11b:HR/DSSSPHY1999年的時候，802.11workinggroup發佈802.11規格的第2次擴充，稱為802.11b802.11b使用DS的調變方法，傳輸速率提昇到11Mbps802.11bPHY很成功，也稱為HR/DSSSPHY或是HR/DSPHY調變方式有點差異，作業頻道跟低速的DS是一樣的CCK技術802.11DS系統使用11106cps的chiprate，每個barkerword承載了1或2個位元，分別支援1或2Mbps的資料速率PSK技術在更高的速率，會發生相位偵測困難及多路徑干擾使用CCK(complementarycodekeying)技術，讓8個位元PNcode代表4個或8個位元的資料，使得資料速率可達5.5與11Mbps展頻示意圖802.11a:5GHzOFDMPHY802.11a使用5GHz頻帶優點希望能提昇資料速率解決頻帶擁擠問題缺點高頻使訊號衰減嚴重，因此需要更多的AP消耗的功率高OFDM的原理：利用多個次載波同時傳送，以提昇資料速率載波間部分重疊卻又不會干擾的特性稱為正交性OFDM使用IFFT把子載波合成為單一的訊號，接收端可以使用FFT將收到的訊號還原成原來的子載波FDM與OFDM的頻道分配特徵頻率領域中的正交性windowing技術OFDM應用會受deepfading影響，也就是窄頻干擾或稱為定頻率的窄頻衰減為防止數個衰減造成太高的biterrorrate，OFDM可在每個子頻道使用錯誤更正碼，稱為COFDMOFDM常在符號間偵測到高頻雜訊，因此會在傳送端加入paddingbits，也稱為trainingsequencesWindowing技術可在符號傳送的前後產生效果美國地區的802.11a頻道IEEE802.11WLAN實體層技術的整理